LAGEOS卫星精密定轨及残差分析

介绍LAGEOS卫星用卫星激光测距(SLR)资料精密定轨和在精密定轨基础上的残差分析处理．SLR资料的分析处理方法、采用的力学模型和解参数的多少根据目标的不同而不同．对不同的方案进行了详细分析、比较．其关键是对LAGEOS卫星进行精密定轨．得出了目前上海天文台在SLR资料的分析处理中已采用的解算模式．作为例证，该解算模式分析处理了1998年12月31日至1999年6月29日LAGEOS卫星的SLR资料，得到每3天一个弧段的精密轨道．结果显示每3天一个弧段的定轨残差rms都小于2厘米．上海天文台从1999年10月1日开始了全球LAGEOS—l和LAGEOS—2资料的快速分析服务，结果可从APSG的网址：http：／／center．shao．ac．cn／APSG／result获得．     

HY2D卫星星载GPS数据精密定轨研究

采用HY2D卫星2021年6月1日―14日和6月19日―27日星载GNSS主、备份接收机数据,基于简化动力学定轨算法,研究了星载GPS精密定轨技术,分析了主、备份接收机性能及其定轨精度。利用主、备份星载GPS数据定轨,得到相位拟合残差RMS的平均值,分别为0.69 cm和0.82 cm。当轨道重叠4 h时,主份接收机径向差异为0.2 cm,三维位置差异为0.6 cm;备份接收机径向差异为0.3 cm,三维位置差异为1.7 cm,备份接收机结果差异稍大。用法国CNES提供的精密轨道检验主、备份接收机数据的定轨精度,发现主、备份接收机定轨结果与法国产品的径向差异平均值分别为0.8 cm和1.2 cm。用站星间高度角大于20°的全球SLR核心测站观测数据检验主、备份接收机定轨精度,其测距方向残差RMS分别为1.51 cm和2.44 cm。研究结果表明,HY2D卫星搭载的主、备份星载双频GNSS接收机都可以满足卫星径向厘米级精度的定轨需求。     

利用Bernese5.0软件实现LEO卫星精密定轨

越来越多的LEO卫星装载了高精度的星载GPS接收机,星载GPS定轨已成为LEO卫星精密定轨的重要手段之一。星载GPS精密定轨精度依赖于GPS星历及钟差精度,采用CODE(Center for Orbit Determination in Europe)官方网站提供的GPS精密星历及钟差数据,基于瑞士伯尼尔大学开发的Bernese 5.0软件,采用非差减缩动力学定轨方法,解算了60天的CHAMP卫星和SAC-C卫星轨道,并将所得轨道与JPL和GFZ事后科学轨道比较,得出的轨道位置三维精度优于20 cm量级,速度三维精度约为0.20 mm/s。     

云南天文台的精密定轨系统

概述了精密定轨轮廓及其重要性,重点介绍了云南天文台的精密定轨系统,包括处理流程、所采用的动力学模型及其参考系的选取,并介绍了残差分析方法,用以剔除"野值"以及分析测站数据质量。运用该精密定轨系统,分析处理了LAGEOS从2004年1月1日到2004年10月26日的全球SLR数据以及AJISAI从2008年5月3日到2009年2月26日全球SLR数据,每3天一个弧段,LAGEOS的测站总RMS不超过3cm,主要集中在1.5cm附近,AJISAI的测站总RMS不超过6cm,主要集中在3.5cm附近,与同期空间研究中心CSR的RMS相当,表明云南天文台用于精密定轨的系统运算结果是可信的。     

GPS星历对LEO星载GPS精密定轨精度的影响

目前,越来越多的低轨卫星上都搭载了用于精密定轨的星载GPs接收机,星载GPS已成为低轨卫星精密定轨的主要手段之一.星载GPS精密定轨精度依赖于GPS星历及钟差精度.基于SHORDE-Ⅲ非差动力学定轨功能,以2005年8月1日至8月7日一周的GRACE卫星实测数据为例,采用事后精密轨道(igs)、快速轨道(igr)和超快速轨道(igu)三种GPS星历在同等条件下定轨,估计GPS星历精度对低轨卫星定轨精度的影响,实际计算结果表明igs和igr两类GPS星历定轨精度相当,约为9.5 cm,igu星历定轨精度略低于igs和igr星历,约为10.5cm:高频GPS卫星钟差数据对定轨精度会产生1-6cm影响.     

抗差估计在星载GPS卫星非差运动学定轨中的应用

针对星载GPS卫星非差运动学定轨的特点,提出将抗差估计应用于星载GPS卫星运动学定轨,一方面尽量保留来自每颗GPS卫星的观测值,保持较强的卫星几何强度,避免轨道求解出现奇异;另一方面,采用等价权思想,有效地降低质量较差的观测值对定轨结果的影响,保证定轨精度．还采用CHAMP卫星的实测GPS数据验证了新方案的可行性和有效性．     

1992年LAGEOS卫星全球SLR标准点资料的分析

本文利用1992年LAGEOS卫星全球SLR标准点资料对该卫星进行精密定轨，求得残差均方值均小于8cm；在残差分析中，发现目前的SLR标准点资料中含有野值，而且，一些资料有很大的系统偏离。这种情况会对LAGEOS卫星精密定轨和精确的卫星大地测量产生不利影响。第三代SLR系统的测距精度虽然已达厘米级甚至更高，但是，由于以上情况的存在，厘米级的测距精度就有些问题。因此，对第三代SLR系统获得的观测资料必须进行野值剔除，剔除标准一般取为中误差的3倍；对系统偏离大的通过也必须剔除，剔除标准可以宇为每站历年^/bi和^τi的均方值的3倍，因系统偏离可以由^/bi和^τi反映出来。此外本文对距离偏差和时间偏差（以后简称时距偏差）的确切含义进行了讨论。     

基于双频星载GPS数据的LEO卫星运动学定轨研究

运动学定轨是星载GPS特有的定轨方法,该方法不依赖于任何力学模型(地球重力场、大气阻力及太阳辐射压等),尤其适用于受大气阻力影响严重的低轨卫星定轨.基于双频星载GPS数据,研究了运动学定轨原理,讨论了数据预处理方法,建立了一套非差运动学定轨算法.并以GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment)-A、B卫星2008年2月实测数据作为试算验证了本研究方法的有效性和可靠性.GRACE 卫星实测数据计算结果表明:运动学定轨能达到5 cm精度(相对于SLR (Satellite Laser Ranging)),与动力学和简化动力学定轨精度相当.     

北斗卫星单系统精密定轨方法对比分析

提出了联合使用载波相位和相位平滑伪距实现北斗卫星双差动力法精密定轨,给出了北斗卫星非差动力法和双差动力法精密定轨的数据处理流程,分析了两种方法的异同.结合实测数据,对比了两种方法的实际定轨效果,结果表明:一定测站布局下,利用两种方法,GEO(Geostationary Earth Orbit Satellite)卫星3维精密定轨精度均能达到1 m左右量级,IGSO(Inclined Geosynchronous Earth Orbit Satellite)和MEO(Medium Earth Orbit Satellite)卫星优于0.5 m,3类卫星的径向定轨精度均优于10 cm.较之非差动力法,双差动力法对GEO卫星精密定轨精度具有一定的改善作用,两者在IGSO卫星精密定轨上效果基本相当,但在MEO卫星定轨上,非差动力法结果更优.     

卫星定轨软件的移植与测试分析

为改变卫星定轨软件对Unix平台的依赖性和Unix平台命令式操作等因素制约后续的开发和应用的状况,进行了将精密定轨软件从Unix平台移植到Windows平台下的工作。阐述了卫星定轨软件移植的步骤,主要包括根据2个平台下软件的差异,对卫星定轨软件程序进行删除、追加、修改等。对卫星定轨软件移植前、后得到的有关数据进行了比较,结果表明移植工作是成功的。     

Application of Accelerometer Data in Precise Orbit Determination of GRACE -A and -B

We investigate how well the GRACE satellite orbits can be determined using the onboard GPS data combined with the accelerometer data.The preprocessing of the accelerometer data and the methods and models used in the orbit determination are presented.In order to assess the orbit accuracy,a number of tests are made,including external orbit comparison,and through Satellite Laser Ranging (SLR) residuals and K-band ranging (KBR) residuals.It is shown that the standard deviations of the position differences between the so-called precise science orbits (PSO) produced by GFZ,and the single-difference (SD) and zero-difference (ZD) dynamic orbits are about 7 cm and 6 cm,respectively.The independent SLR validation indicates that the overall root-mean-squared (RMS) errors of the SD solution for days 309-329 of 2002 are about 4.93cm and 5.22cm,for GRACE-A and B respectively; theoverall RMS errors of the ZD solution are about 4.25 cm and 4.71 cm,respectively.The relative accuracy between the two GRACE satellites is validated by the KBR data to be on a level of 1.29 cm for the SD,and 1.03 cm for the ZD solution.     

中国SLR流动站7343,7355地心站坐标的精密测定

主要介绍利用LAGEOS1卫星的全球激光测距资料精确测定我国的激光流动站 7343,735 5的地心坐标 ,并对观测资料作了精度分析 ,结果表明 :激光流动站站坐标测定精度达厘米级 ,激光流动站的观测精度约为 2cm。     

两行根数辅助的SLR单站定轨

单站测距资料定轨的困难限制了漫反射SLR(Satellite Laser Ranging)测距资料的应用.为此,提出利用两行根数模拟多站SLR测距资料作为辅助,实现单站SLR测距资料定轨的方法.该方法对卫星Ajisai单站SLR测距资料定轨并生成5 d预报轨道,误差小于40 m,实现利用单站测距资料的轨道改进,验证了方法的可行性.     

Satellite laser ranging and its applications

Satellite laser ranging (SLR) provides an important capability for precise orbit determination and for geophysical parameter estimation to support a number of contemporary geodynamic and oceanographic investigations. The precision of the SLR measurement has improved from the early meter-level systems to the current capabilities of a few centimeters for the best systems. The accuracy of the orbits and geophysical parameter recovery have shown an associated improvement. Polar motion with accuracies of 2 mas, station coordinates better than 10 cm, and interstation baseline rates indicative of tectonic motion are determined routinely with the current set of global SLR data. This discussion reviews the SLR measurement, analysis approach, and some of the recent results derived from the current SLR data set.     

无先验基准方法在SLR资料处理中的应用

SLR（satellite Laser Ranging)资料处理一般来说总是由各SLR测站构成的从标框架里进行。为了克服在SLR资料处理过程中对坐标框架的重复定义，利用全球1999年1月到12月的LAGEOS-1的SLR资料以无先验基准方法解算EOP（Earth Orientation Parameters）和所有SLR站的坐标的试验。在SLR资料处理中用无先验基准方法与GPS（Glaobal Positioning System)的不太一样，由于SLR的资料不能把SLR观测站连结成非常牢固的空间多面体（GPS的资料在每一瞬间可以拟测站联成一完整的空间多面体），因此需要加一些约束，以避免法方程出现秩亏。解得的测站从标用7参数转换到ITRF97坐标系，rms为1.3cm。EOP与IERS的eopc04序列相比，Xp、Yp、的rms分别为0.37mas、0.30mas，LOD（Length Of Day)的rmas为0.019ms。     

The Accuracy of Atmospheric Models in Solar Maximum Years Checked with the Data of CHAMP Accelerometer

A method of processing the data obtained with the CHAMP satelliteborne accelerometer is introduced. Through an analysis of the data the fault in the x-axis of the instrument is verified. We examined the accuracy of the atmospheric models in solar maximum years with the accelerometer data obtained from 2001 to 2002 and the inversion of the atmospheric density from the tangential non-gravitational acceleration. Then from a statistical analysis of the errors of the models, DTM94 and MSIS90, we obtained the following quantitative conclusions. During the solar maximum years the error of DTM94 is 30% to 35%, and that of MSIS90 is smaller at 25% to 30%. The greatest difference between the two models is about 10%.     

高重频激光测距数据处理方法

该文探讨了高重频激光测距工作中的数据处理问题。该数据处理采用了屏幕显示以及数学分析方法,以剔除卫星激光测距数据中的观测异常值,提取有效的数据点,并最终生成标准点数据。通过对奥地利GRAZ激光测距站高重频数据资料的处理表明,该数据处理方法是有效的。     

TLE-Aided Orbit Determination Using Single-Station SLR Data

It is difficult to use the single-station satellite laser ranging (SLR) data for orbit determination, due to the singular geometrical distribution of the observations. The single-station data produced by performing the diffuse- reflection SLR on the earth-orbiting space debris are therefore ineffective for orbit improvement. To solve this problem, we propose an orbit determination method by using single-station SLR data in aid of the two-line element set (TLE). For verifying its feasibility, this method is implemented and applied to the orbit determination of the satellite Ajisai, using the single-station SLR data of five passes in one day and the corresponding TLE. And on this basis, the five-day orbit prediction is generated, the result indicates that the errors of predicted positions are less than 40 m. In addition, the potential application of this method in the orbit improvement of space debris is discussed.     

Micrometric measures and orbits of southern visual double stars

525 measures of 213 visual double stars have been made using the 26.5‐inch (67‐cm) Innes telescope in Johannesburg and the Repsold micrometer between 2008.375 and 2008.419, 2010.608 and 2010.652, and 2013.663 and 2013.712. A comparison with known orbits is made. Revised orbits are presented for WDS 01061–4643 (SLR 1), WDS 12415–4858 (HJ 4539), WDS 16253–4909 (COO 197) and WDS 16425–3705 (R 283). (© 2015 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)